加氢裂化装置铵盐结晶原因分析及处理

加氢裂化装置铵盐结晶原因分析及处理

摘要：加氢裂化装置2016年4月份开工以来高压换热器因铵盐结晶造成反应系

统压降上升，循环氢量下降以及反应器冷氢阀位增大，为保证反应氢油比以及控

制反应器床层温度，提高了循环机转速，但装置反应系统仍然继续上升。针对反

应系统压差上升查找原因，发现压差上升原因为高换铵盐结晶，并对高换出现铵

盐结晶的原因进行分析，以及对高换采取了洗盐的措施，并取得了较好的效果。

关键词：加氢裂化；高压换热器；铵盐结晶；反应系统压差

1.概述

1.1装置生产概述

加氢裂化装置于2013年3月建成投产，设计加工能力为240万吨/年，原料为减压蜡油

及催化柴油，采用一段串联一次通过流程，生产重石脑油、航煤、柴油和尾油，副产干气、

低分气、液化气及轻石脑油。

2016年4月份装置检修恢复生产后，其配套装置润滑油加氢异构也已建成，准备投产，

在润滑油加氢异构投产后，两套装置共同运行一个多月后，发现装置反应系统压差上升，同

时两套装置的热高分压力也同步上升，循环氢量出现下降，为保证反应氢油比以及反应器床

层温度的平稳控制，装置提高循环机转速运行，但反应系统压差依然继续上升。

经分析，造成该问题的原因是加氢异构投产后，由于加氢异构热高分正常操作温度较低，该热高分气并入加裂热高分气后经高换换热，造成了高换入口换热温度较低，铵盐结晶堵塞

工艺管道和设备，造成反应系统压差上升。

1.2反应热高分换热以及注水流程简介

图-1 热高分换热流程示意图

装置反应流出物经高换E101/E102/E103/E104/E105管程换热至240℃左右进入热高分

V103，V103顶热高分气经热高分气/冷低分油换热器E107管程换热后，与加氢异构热高分气

合并后进入热高分气/循环氢换热器E106管程、高压空冷器A101冷却至45℃进入冷高分

V104。其中，在E106设有间断注水点，在空冷A101以及A102入口设有注水点。换热流程

见图-1。

2.高换铵盐结晶现象

装置在2016年3-4月份检修，加氢裂化以及新装置润滑油加氢异构都开工正常后，发现加裂反应系统压降上升较快，主要反应在循环氢压缩及出入口压差有明显上升，同时循环氢

量有所下降。

图-4 反应器出口至热高分压降

图-5 热高分与冷高分压差

由图-3至图-4可见，加裂精制及裂化两反应器的床层总压降并无明显上升趋势，基本维

持在0.2~0.3MPa之间，此外反应器出口至热高分之间的压差，即反应流出物所经过的高压换热器E101至E105之间的压差也无上升趋势，维持在0.25~0.3MPa之间。而从图-5可见，装

置热高分与冷高分之间的压差从6月份加氢异构开汽以来，从0.7MPa逐步上升至1.3MPa。

所以从图-3至图-5可初步判断，加裂反应系统压降的上升主要集中在热高分与冷高分的

高换之间。

3.铵盐结晶原因分析及处理过程

3.1原因分析

加氢裂化装置在加氢反应的过程中，脱除了油品中的硫、氮、氧等杂原子及金属杂质，

生成了H2S、NH3、H2O和HCL等物质，发生化学反应生成了NH4Cl以及NH4HS[1]，而

NH4Cl的结晶温度约为210℃，NH4HS的结晶温度约为121℃[2]，NH4Cl以及NH4HS的结晶

析出，会堵塞换热设备以及管道，从而造成装置反应系统压差的上升[3]。

针对热高分至冷高分间的换热器及空冷操作温度进行分析，加裂热高分操作温度在

240~250℃之间，所以高换E107的操作温度相对较高，铵盐的在该部位结晶析出的可能性不大。

在润滑油加氢异构投产后，其热高分气与加裂热高分气一起并入高换E106换热，由于

加氢异构的热高分操作温度偏低，该装置投产后，高换E106入口的操作温度仅为175~190℃，该操作区间刚好达到了NH4Cl结晶析出的温度，高换E106前设有间断注水，装置开汽来，

一直暂未投用该注水线进行冲洗，所以极有可能在部位发生大量的铵盐结晶析出，导致高换

压差上升。

高压空冷A101入口操作温度为120~130℃，所以该部位也是极易发生NH4HS结晶析出的，但在A101入口设有长期注水线对铵盐进行溶解冲洗。

经以上分析，判断热高分至冷高分压差上升的主要原因是在高换E106部位有铵盐NH4Cl

结晶析出，从而导致压差上升。

3.2处理过程

在高换E106管程入口前设有间断注水线，所以采取在E106管程入口注水以洗脱铵盐。

但在投用该流程时，发现流程改通后，并无水流通。经现场判断，装置注水线共为3路，而

高换E106管程入口压力最高，其余两路压力较低，造成无水流通。

经关闭空冷A102注水以及将高压空冷A101的注水线手阀关小，将水赶至高换E106管

程入口后，有水注入E106前。

图-7 洗盐后高分压差与循环机出入口压差变化

改通注水约15分钟后，热高分与冷高分的压差以及循环机出入口开始明显下降，循环

机出入口压差由2.03MPa下降至1.42MPa，热高分与冷高分的压差由1.32MPa下降至

0.4MPa，说明在高换E106管程入口前注水洗盐的效果较好。

4.结论及今后预防措施

（1）造成装置反应系统压差上升的原因是高换E106出发生铵盐结晶，导致反应系统压降上升。

（2）通过对高换E106管程入口进行注水将铵盐洗脱，可解决铵盐结晶问题，装置将定期对该部位进行间断注水，以保证装置的长周期运行。

（3）高换E106的铵盐结晶物主要为氯化铵，在日常生产运行过程中，氯离子主要来源为原料油以及新氢，所以在生产过程应严格控制氯离子含量，并定期对原料以及装置新氢进行分析。

参考文献：

[1]金德浩，刘建晖，申涛. 加氢裂化装置技术问答[M].北京：中国石化出版社，2006：136-137

[2]刘新阳. 加氢反应流出物中铵盐腐蚀及预防[J].石油化工腐蚀与防护，2014，31（2）：17-20.

[3]刘建锟，杨涛，方向晨，蒋力敬. 高氯原油加工问题分析及对策[J].现代化工，2014，34（11）：9-13.